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CLASECLASE
ÁCIDO-BASEÁCIDO-BASE
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CONTENIDOSCONTENIDOS•Teorías de ácido-base.•Ácidos.•Bases.•pH y Escala de pH.•Cálculo de pH y pOH.•Reacciones de neutralización.
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OBJETIVOSOBJETIVOS
• Enunciar las principales teorías de ácido base.
• Diferenciar compuestos ácidos de los básicos.
• Distinguir e interpretar la escala de pH.• Conocer y determinar pH y pOH en
función de una concentración dada.• Comprender la reacciones de
neutralización.
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ÁcidosÁcidos• Las primeras definiciones de los ácidos (Boyle
1627-91) se basaron en ciertas propiedades empíricas:
• sabor agrio (vinagre=acetum Þ ácido ),
virar al rojo el papel de tornasol, y cambian de azul a amarillo el azul de bromotimol.
• desprender hidrógeno con ciertos metales, • producir efervescencia de los carbonatos
alcalinotérreos, etc...
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BasesBases• Las bases, los álcalis (en árabe "ceniza"
de las plantas) eran otro grupo de compuestos que neutralizaban los efectos de los ácidos.
• Tenían sabor amargo, • eran deslizante al tacto, • viraban a azul el papel de tornasol, y el
azul de bromotimol de amarillo a azul.• disolvían al azufre, etc.
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ÁcidosÁcidos
Son sustancias que se comportan como electrolitos, es decir, conforman soluciones conductoras de electricidad.
Ello se debe a la disociación iónica de las moléculas, que genera iones en solución.
Ejemplo: HI H+ + I-
Al hacerlos reaccionar con un metal, se desprende hidrógeno gaseoso.
Ejemplo: Mg + 2HCl H2(g) + Mg+2 + 2Cl-
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ÁcidosÁcidos
Ácido inorgánico
Ácido orgánico
HA
AxHKa
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FUERZA DE ÁCIDOS BINARIOS
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Fuerza de los ácidosFuerza de los ácidos
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Tipos de AcidosTipos de Acidos• Monoprótico release one hydrogen
(proton) ion per formula unit.– HNO3 → H+ + NO3
-
• Diprótico Release two protons per formula unit.– H2SO4 → 2H+ + SO4
2-
• Triprótico– Release three protons per formula unit.– H3PO4 → 3H+ + PO4
3-
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Carboxylic AcidsCarboxylic Acids• Not all hydrogens in a compound are
acidic.• In acetic acid, only the hydrogen
attached to the carboxyl group is acidic:
H3C C
O
OH Acidic hydrogen
Carboxyl group
H3C C
O
O-
Acetate Ion
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Reacciones de los ácidosReacciones de los ácidos• With active metals:
– Form H2(g) and a salt
– H2SO4(aq) + Zn(s) → H2(g) + ZnSO4(aq)
• With metal oxides:– Form H2O(l) and a salt
– 2HCl(aq) + CaO(s) → H2O(l) + CaCl2(aq)
• With carbonates and bicarbonates:– Form CO2(g), H2O(l), and a salt
– CaCO3(s) + 2HCl(aq) → CO2(g) + H2O(l) + CaCl2(aq)
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Reacciones de los ácidosReacciones de los ácidos• Acids react with metal sulfides:
– To form H2S(g) and a salt– H2SO4(aq) + FeS(s) → H2S(g) + FeSO4(aq)
• Non-metal oxides react with water to form acid:– SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq)– The acids formed this way in the atmosphere
may fall back to earth as acid precipitation
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BasesBasesSon sustancias que se
comportan como electrolitos al igual que los ácidos, aunque los iones que forman son , obviamente, diferentes.
Ejemplo: NaOH Na+ + OH-
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BasesBases
Al reaccionar con un ácido, pierde sus propiedades anteriores al neutralizarse.
Al tacto, tienen una sensación jabonosa.
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Reacciones de las basesReacciones de las bases• With transition metal salts:
– Form insoluble metal hydroxides and a salt
– 2KOH(aq) + Ni(NO3)2(aq) → Ni(OH)2(s) + 2KNO3(aq)
• With amphoteric hydroxides– Amphoteric hydroxides will react with acids or
bases
– Al(OH)3(s) + NaOH(aq) → NaAl(OH)4(aq)
– Al(OH)3(s) + 3HCl(aq) → AlCl3(aq) +3H2O(l)
• With amphoteric metals:– Form hydrogen gas and soluble metal complexes.2Al(s) +2NaOH(s) + 6H2O(l) → 2NaAl(OH)4(aq)+3H2(g)
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DEFINICIONES DE ACIDOS Y DE BASES
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Teoría de ArrheniusTeoría de Arrhenius
ÁcidoCorresponde a aquella entidad que, en solución
acuosa, libera iones hidrógeno al medio (H+).
Ejemplos: HCl H+ + Cl-
H2SO4 2 H+ + SO4-2
HNO3 H+ + NO3 -
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Teoría de ArrheniusTeoría de Arrhenius
BaseCorresponde a aquella entidad que, en
solución acuosa, libera iones hidróxido al medio (OH-)
Ejemplos: LiOH Li+ + OH-
Al(OH)3 Al+3 + 3 OH-
Sn(OH)4 Sn+4 + 4 OH-
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Teoría de Lowry-BrönstedTeoría de Lowry-Brönsted
ÁcidoCorresponde a aquella entidad que puede
donar o ceder iones hidrógeno al medio en solución (no necesariamente agua).
Ejemplos: HBr H+ + Br-
NH4+ NH3 + H+
H3PO4 3 H+ + PO4-3
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Teoría de Lowry-BrönstedTeoría de Lowry-Brönsted
BaseCorresponde a aquella entidad que
puede captar o aceptar iones hidrógeno del medio en solución.
Ejemplos: HS- + H+ H2S
HPO4-2 + H+ H2PO4 -
HCO3- + H+ H2CO3
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Teoría de Lowry-BrönstedTeoría de Lowry-Brönsted
Para esta teoría, se establece lo siguiente:
Ácido Base + ión Hidrógeno (H+)
Cada ácido podrá generar una base y cada base más ión hidrógeno establecerá un ácido.
A su vez, esta teoría propone el término
“conjugado de”, es decir, cada ácido y base tendrá su respectivo conjugado.
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Teoría de Lowry-BrönstedTeoría de Lowry-Brönsted
Acido Base Conjugada + H+
Ejemplo:
HF H+ + F-
El HF es ácido y el anión fluoruro (F-) es la base conjugada del ácido fluorhídrico.
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Teoría de Lowry-BrönstedTeoría de Lowry-Brönsted
Base + H+ Ácido Conjugado
Ejemplo:
CO3-2 + H+ HCO3 –
El anión carbonato es una base y el anión bicarbonato es el ácido conjugado
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Un ácido de LewisUn ácido de Lewis• Es una sustancia capaz de aceptar (y
compartir) un par electrónico.
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Acido de LewisAcido de Lewis
![Page 29: CLASE ÁCIDO-BASE. CONTENIDOS Teorías de ácido-base. Ácidos. Bases. pH y Escala de pH. Cálculo de pH y pOH. Reacciones de neutralización](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022061423/5665b4991a28abb57c928ad7/html5/thumbnails/29.jpg)
Base de LewisBase de LewisBASE: ESPECIE QUÍMICA DONADORA DE UN PAR DE ELECTRONES
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Base de LewisBase de Lewis
![Page 31: CLASE ÁCIDO-BASE. CONTENIDOS Teorías de ácido-base. Ácidos. Bases. pH y Escala de pH. Cálculo de pH y pOH. Reacciones de neutralización](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022061423/5665b4991a28abb57c928ad7/html5/thumbnails/31.jpg)
Fuerza de los ácidosFuerza de los ácidosHClO k=10-7.2HClO2 k=10-2
HClO3 k=10
HClO4 muy fuerte.
![Page 32: CLASE ÁCIDO-BASE. CONTENIDOS Teorías de ácido-base. Ácidos. Bases. pH y Escala de pH. Cálculo de pH y pOH. Reacciones de neutralización](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022061423/5665b4991a28abb57c928ad7/html5/thumbnails/32.jpg)
Medida de acidez y Medida de acidez y alcalinidadalcalinidad
pH = -log [ H+ ]pOH = -log [ OH-]
pH + pOH = 14
![Page 33: CLASE ÁCIDO-BASE. CONTENIDOS Teorías de ácido-base. Ácidos. Bases. pH y Escala de pH. Cálculo de pH y pOH. Reacciones de neutralización](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022061423/5665b4991a28abb57c928ad7/html5/thumbnails/33.jpg)
Cálculo de pH para Cálculo de pH para ácidos ácidos
y bases débilesy bases débiles
pH= -log [ H+ ]pOH = -log [ OH-]
pH + pOH = 14
CKaH
C) Kb ( = OH -
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INDICADORESINDICADORESNombre usual
Intervalo de pH (*)
Color en medio ácido
Color en medio básico
Rojo de cresol
0,2-1,8 rojo amarillo
Azul de timol
1,2-2,8 rojo amarillo
Azul bromofenol
3,0-4,6 amarillo púrpura
Naranja de metilo
3,1-4,4 rojo amarillo
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Medida de acidez y Medida de acidez y alcalinidadalcalinidad
Región ácida Región neutra Región básica
[H+] > [OH-] [H+] = [OH-] [H+] < [OH-]
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Medida de acidez y Medida de acidez y alcalinidadalcalinidad
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Medida de acidezMedida de acidezUna solución de HNO3 tiene una concentración 0,01 M. ¿Cuál es su pH?
Disociación: HNO3 → H+ + NO3-
Concentración: 0,01M 0,01M 0,01M
pH = -log [H+]pH = -log 0,01pH = -log 10-2
pH = - (-2) log 10
pH = 2 solución ácida
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Medida de alcalinidadMedida de alcalinidadUna solución de NaOH tiene una concentración 0,1 M. ¿Cuál es su pH?
Disociación: NaOH → Na+ + OH-
Concentración: 0,1M 0,1M 0,1M
pOH = -log [OH-]pOH = -log 0,1pOH = -log 10-1
pOH = - (-1) log 10
pOH = 1 pH = 13 solución básica
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NeutralizaciónNeutralización Corresponde a la reacción equivalente
entre un ácido y una base.
Se genera en el proceso una sal y se libera agua.
El pH resultante es 7 (neutro).
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NeutralizaciónNeutralización Para que ocurra la neutralización,
deben reaccionar un mismo número de moles de ácido y de base.
C1xV1 = C2xV2
KOH + Hl = KI + H2O
Base Ácido Sal
pH = 7
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Se dispone de 100 mL de HNO3 0,4M para neutralizar 25 mL de KOH 0,2 M. ¿Qué volumen de ácido se debe agregar para neutralizar totalmente la base?
C1 x V1 = C2 x V2
0,4M x V1 = 0,2M X 25mL
V1 = 5/0,4
V1 = 12,5 mL de ácido.
Neutralización
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NEUTRALIZACIONNEUTRALIZACIONDetermine el pH de una solución tampón que se ha preparado añadiendo 0,5 molesde CH3COOH (pka = 4,75) y 2,5 moles de CH3COONa, hasta completar un litro de solución.
• Utilizando la ecuación necesaria,tenemos:• pH = pKa + log([sal] / [ácido])• pH = 4.75 + log (2.5 / 0.5) = 5.45
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EJERCICIOS PSUEJERCICIOS PSU1. Un valor de pH = 1,2 se consideraA) básico fuerte.B) ligeramente básico.C) neutroD) ligeramente ácido.E) ácido fuerte
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2. Las sustancias agrias, que conducen la corriente eléctrica y tiñen de rojo el papel indicador universal son del tipo
A) ácidas.B) básicas.C) neutras.D) amortiguadoras.E) buffer.
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3. Una solución básica es aquella que:I. (OH-) (H+)II. pH 7III. pH + pOH = 7Es o son correctas:A) Sólo IB) Sólo IIC) I y IID) II y IIIE) Todas son correctas
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4. Para diferenciar cualitativamente un ácido de una base se usa:
A) su pHB) su constante de acidez (Ka).C) la concentración del ácido.D) su constante de disociación.E) la concentración del ión hidroxilo.
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5. Las soluciones que ofrecen una marcada resistencia a variar su pH frente a la adición de ácidos o bases, son conocidas con el nombre de soluciones
A) inertes.B) isotónicasC) tampón o buffer.D) neutras.E) inhibidoras.
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6. Determine la concentración de protones (H+) de una solución amoniacal utilizada para la limpieza doméstica, cuya concentración de iones hidroxilo (OH-) es 0,001 M.
A) 1 x 10-8
B) 1 x 10-9
C) 1x 10-10
D) 1 x 10-11
E) 1 x 10-12
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7. ¿Cuál es el pH y pOH, respectivamente, de una solución 0.01 M de HCl?
A) 2 y 12B) 5 y 9C) 7 y 7D) 9 y 5E) 12 y 2
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8. El Cu (OH)2 + HCl al combinarse forman:
I. H2O
II. Cu(ClO3)2
III. CuCl2
IV. CuClA) I y II B) I y III C) I y IV D) II y III E) II y IV
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9. Si el pOH de una solución es 9.3, entonces la solución es:
A) AlcalinaB) BásicaC) ÁcidaD) anfóteraE) Neutra
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10. El pH de una solución de NaOH 0,1 M es igual a:
A) – log 10 – 1 B) log 10 – 1 C) log 1 / 10 – 1
D) – log 10 – 13 E) log 10 – 13
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11.La base conjugada del ácido H2PO4 – es:
A) H2O
B) H3PO4
C) OH – D) PO4 =
E) HPO4 =
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12. Que un ácido sea débil, significa que:A) no ataca a ciertos metalesB) en solución acuosa diluida se encuentra
poco disociado en ionesC) es poco soluble en aguaD) su disolución en agua es endotérmicaE) nunca produce sales ácidas
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13. De acuerdo a la siguiente reacción: HA + OH- → A- + H2O
A) HA ácido , H2O base conjugada
B) HA ácido , OH- base conjugadaC) HA ácido , A- base conjugada D) OH- base , A- ácido conjugadoE) OH- base , HA ácido conjugado
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14. ¿Cuál es el pH y pOH respectivamente, de una solución de CH3COOH 0.01 M, si su constante de acidez es del orden de 1 x 10 –5?
A) 9 y 6 B) 5.5 y 8.5 C) 3.5 y 10.5 D) 7.5 y 6.5 E) 6.5 y 7.5<
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Pregunta Alternativa
1 E
2 A
3 C
4 A
5 C
6 D
7 A
8 B
9 C
10 D
11 E
12 B
13 B
14 C
Solución GuíaSolución Guía
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Usted aprendióUsted aprendió• A enunciar las principales teorías de ácido
base.• A diferenciar compuestos ácidos de los
básicos.• A distinguir e interpretar la escala de pH.• A determinar pH y pOH en función de una
concentración dada.• Acerca de las reacciones de neutralización.• A analizar la situación de neutralización que
se da entre un ácido y una base.